一種降低信道監(jiān)測中受激拉曼散射串擾的系統(tǒng)和方法
【專利摘要】提供了用于對光纖鏈路中傳播的多波長信道中的受激拉曼散射(SRS)串擾進行抑制的系統(tǒng)、裝置和方法實施例，其中，光纖鏈路例如在WDM/DWDM或其他光通信系統(tǒng)中。通過將信道分成兩組不同的信道，例如偶數信道和奇數信道，接著在兩組信道之間進行信號幅度的減法，從而降低或抑制了SRS。交織器將信道分成兩組?？商娲?，可使用波長選擇開關(WSS)將信道分成兩組，接著在該兩組上進行信號幅度的減法。在一個實施例中，該信號為用于光通信系統(tǒng)的信道監(jiān)測的低頻調制信號。
【專利說明】一種降低信道監(jiān)測中受激拉曼散射串擾的系統(tǒng)和方法
[0001 ]本專利申請要求于2013年12月27日提交的申請?zhí)枮?4/142,392、發(fā)明名稱為“一種降低信道監(jiān)測中受激拉曼散射串擾的系統(tǒng)和方法”的美國非臨時申請的優(yōu)先權，其全部內容通過引用結合于此，就如同將其內容全文復制在此一樣。
技術領域
[0002]本發(fā)明涉及光通信領域，并且在具體實施例中，涉及一種降低信道監(jiān)測中受激拉曼散射串擾的系統(tǒng)和方法。
【背景技術】
[0003]在例如密集波分復用(DWDM)系統(tǒng)等的光學系統(tǒng)中，低頻調制可應用于波長信道，以攜帶信道波長信息和其他標識信息，其改善了光纖鏈路管理并且使得能夠監(jiān)測功率?；诘皖l調制的信道監(jiān)測，例如基于音調的信道監(jiān)測，可用于各種應用(例如，對于DWDM系統(tǒng))。然而，其應用受限于受激拉曼散射(SRS)導致的光纖鏈路中調制的光信號的串擾限制。該串擾可顯著地使光信號中低頻調制失真，并因此降低信道監(jiān)測效率和性能。需要減低或抑制信號中的這種SRS串擾。

【發(fā)明內容】

[0004]根據本公開的一個實施例，提供了一種光接收器用于抑制受激拉曼散射(SRS)串擾的方法，該SRS串擾為接收的光信號中的波長信道之間的SRS串擾，該方法包括:接收包括多個波長信道的光信號。在光接收器處，波長信道被分成第一組波長信道和第二組波長信道。第一組和第二組包括大約相同數量的非重疊波長信道。該方法進一步包括:從第一組中的每個第一波長信道減去第二組中相應的第二波長信道。
[0005]根據本公開的另一個實施例，提供了一種用于抑制接收光信號中的波長信道之間的串擾的裝置，包括:光分路器，用于將包括多個波長信道的輸入光信號分成第一組波長信道和第二組波長信道。第一組和第二組包括大約相同數量的非重疊波長信道。該裝置進一步包括:第一光檢測器，耦合至光分路器的第一端口，并用于將第一組中的波長信道轉換為與第一組中的波長信道成比例的第一組電信號。第二光檢測器，也耦合至光分路器的第二端口，并用于將第二組中的波長信道轉換為與第二組中的波長信道成比例的第二組的電信號。此外，還包括電路，耦合至第一光檢測器和第二光檢測器，并用于減去第一組電信號和第二組電信號中每個相應的電信號對之間的信號幅度。
[0006]根據本公開的再一個實施例，提供了一種光網絡組件用于抑制串擾的方法，該串擾為接收光信號的波長信道之間的串擾，該方法包括:接收對應低頻調制信號的多個波長信道，以及將波長信道分成第一組波長信道和第二組波長信道。第一組和第二組包括非重疊的波長信道組。接著，將第一組和第二組中波長信道轉換為電信號。該方法進一步包括:減去第一組和第二組的每個相應的電信號對之間的信號幅度，其降低了對應波長信道的信號幅度中的SRS串擾。
[0007]前述內容已經相當寬泛地概述了本發(fā)明一個實施例的特征，從而能夠更好地理解接下來對本發(fā)明的詳細說明。下文將描述本發(fā)明實施例的另外特征和優(yōu)點，這些構成本發(fā)明權利要求的主題。本領域技術人員應理解，所公開的構思和具體實施例可被很容易地用作修改或設計用于實現(xiàn)本發(fā)明的相同目的的其他結構或過程的基礎。本領域技術人員也應該認識到，這類等同結構沒有偏離所附權利要求中闡述的本發(fā)明的精神和范圍。
【附圖說明】
[0008]為了更全面地理解本發(fā)明及其優(yōu)點，現(xiàn)在參考下面結合附圖的說明，附圖中:
[0009]圖1示出了波分復用(WDM)光通信系統(tǒng)的實例；
[0010]圖2示出了多波長光信號中的受激拉曼散射(SRS)效應；
[0011 ]圖3示出了用于SRS串擾抑制的系統(tǒng)/裝置的實施例；
[0012]圖4a示出了包括頻率匕調制的信道λη的多個光信道的總光功率；
[0013]圖4b示出了由于SRS效應將fm調制的信道λη的功率再分配至其他信道；
[0014]圖5示出了用于SRS串擾抑制的方法的實施例；以及
[0015]圖6為可用于實現(xiàn)各個實施例的處理系統(tǒng)的示意圖。
[0016]除非另外指明，不同附圖中對應的編號和符號一般表示對應部件。附圖的繪制清楚地示出了實施例的相關方面，并不必是按比例繪制。
【具體實施方式】
[0017]下面將更詳細地討論當前優(yōu)選實施例的實現(xiàn)和運用。然而，應理解，本發(fā)明提供了可以體現(xiàn)在多種特定語境中的許多可應用的發(fā)明構思。所討論的具體實施例僅僅說明了實現(xiàn)和運用本發(fā)明的特定方式，并不限制本發(fā)明的范圍。
[0018]本文提供了用于抑制光纖鏈路中傳播的多波長信道中的受激拉曼散射(SRS)串擾的系統(tǒng)、裝置和方法的實施例，其中光纖鏈路例如為WDM/DWDM或其他光通信系統(tǒng)中的光纖鏈路。本文的方案抑制或降低了信號中的SRS串擾，這降低了例如在接收器處的信號失真或誤差。通過將信道分成偶數信道和奇數信道，接著在兩組信道之間進行(波長信道功率的)減法，來降低或抑制SRS?？梢酝ㄟ^相對低成本的交織器(ITL)將信道分成偶數信道和奇數信道。于是，通過從奇數信道信號減去偶數信道信號的功率或幅度(或反之亦然)來降低SRS串擾?？商娲兀墒褂貌ㄩL選擇開關(WSS)將信道分成兩組，接著在該兩組上進行減法。信號可以是用于信道監(jiān)測的低頻調制信號，其中信道監(jiān)測例如為在相干系統(tǒng)或10吉比特(1G)系統(tǒng)中基于音調的信道監(jiān)測。
[0019]圖1顯示了WDM或密集WDM(DWDM)光通信系統(tǒng)100的實例。系統(tǒng)100包括經由光纖鏈路101彼此連接的可重新配置的光學分插復用器(ROADM)llO。盡管圖1中示出了兩個R0ADM，系統(tǒng)100可包括經由光纖鏈路101互連的任何數量的R0ADM1KKR0ADM110在波長層切換WDM流量。具體來說，R0ADM110包括執(zhí)行波長選擇切換的光學分插復用器。這允許承載數據信道的單個或多個波長被插入和/或從傳輸光纖中分出，而無需將所有WDM信道上的信號都轉換為電子信號并且再次轉換回光學信號。R0ADM110可在光纖鏈路101(或多個鏈路)上傳輸并在另一個光纖鏈路101(或多個鏈路)上接收。此外，信道跟蹤(CT)檢測器/模塊120耦合在ROADMl 1光纖鏈路1I的入口和出口。CT檢測器/模塊120基于接收信號中的低頻調制進行信道監(jiān)測。信道監(jiān)測可包括穿過光纖鏈路101的光信號的功率測量和波長標識。
[0020]光纖鏈路101上接收的信號可包括多個波長信道。光纖鏈路101上傳播的多個波長信道可受到SRS效應的影響，其中較低波長信道中的能量易于傳遞到較高波長信道，因此改變波長信道的原始功率/幅度(也被稱為串擾)，并導致在接收器側看到的信道中信號失真。由于SRS串擾導致的低頻調制信號的失真會影響例如在光纖中光學放大器的輸出處的CT檢測器/模塊120上的信道監(jiān)測。這導致了較低的通信效率和性能。
[0021]圖2示出了多波長信道信號中的SRS效應。當存在一個以上的波長信道時，由于SRS效應，能量會從較短波長傳遞到較長波長。多個因素影響SRS，包括信號功率、間隔(span)的數量、信道的數量、信道分布和光纖類型。例如，在C波段，SRS串擾與兩信道之間的頻率差大致成比例。一個信道上的低頻調制也傳遞到另一個信道。由于該SRS效應，檢測的音調功率也包括其他信道的貢獻。例如，信道λ?具有低頻調制fl。由于SRS，fl出現(xiàn)在信道λ2和ASc3SRS串擾導致的誤差在多跨度(mult1-span)系統(tǒng)中可以是大于5dB，這會使功率監(jiān)測變得無用。誤差也可以大到甚至信道檢測是錯誤的。
[0022]在一個實施例中，CT檢測器/模塊120用于抑制接收信號中的SRS。這是通過將接收的多個信道信號分成具有相等數量信道的兩個非重疊組，接著從彼此減去兩組中的信道對來實現(xiàn)的。圖3示出了當檢測低頻調制信號以進行信道監(jiān)測時使用的用于SRS串擾抑制的系統(tǒng)/裝置300的實施例。裝置300包括光交織器310、兩個光檢測器320(例如，兩個光電二極管)、兩個放大器330(例如，放大電路)以及減法電路340(例如，運算放大器電路)。交織器310為使用任何適當的光組件/設計制成的光學器件，并用于將多個波長信道分成兩個交織(非重疊)的偶數信道組和奇數信道組。例如，交織器310包括簡單的一級(one stage)馬赫-增德爾(MZ)干涉儀。兩組具有相同的信道間距(separat1n)，該信道間距等于交織器310的輸入處的原始輸入組合信號的信道間距的兩倍。其余的組件為使用任何適當的電子組件/設計制成的電氣/電子組件，包括模擬組件、數字組件或兩者。每一個光檢測器320將相應的偶數信道組或奇數信道組從光信號轉換為電信號。放大器330放大相應的電信號。減法電路340在相應的偶數和奇數信道對之間減去與波長信道功率成比例的相應電信號強度。
[0023]在另一個實施例中，使用數字信號處理(DSP)代替使用電路組件可實現(xiàn)任何電信號域步驟。使用DSP，例如經由軟件代替電路設計，可實現(xiàn)頻域中信號相減。例如，代替電運算放大器或減法電路340，兩個數模轉換器(ADC)可用于數字化兩個信號，因此用數字方式或經由軟件進行減法。
[0024]圖4a示出了多個信道上的功率。信道包括低頻音調fm信道調制的波長信道λη，其用于監(jiān)測目的。圖4b示出了由于SRS在光纖中從信道λ@Ι」其他相鄰信道的功率再分配。信道音調可通過SRS效應部分地傳遞到所有其他信道。由于該SRS效應，fm調制的信道功率不再嚴格地與λm的原始光功率成比例，而是含有其他信道的貢獻。為了抑制該SRS效應并校正λη的調制功率檢測，使用交織器310將信道分成兩個路徑，即偶數信道路徑和奇數信道路徑。兩個路徑中的其中一個含有待測量的、并增加了來自偶數信道的SRS串擾的信道λη。另一個路徑含有僅來自奇數信道的SRS串擾。當從偶數信道的SRS串擾減去奇數信道的SRS串擾時，抑制了 AJ^SRS。該方法假定了由于SRS的串擾在偶數信道和奇數信道之間大約均衡地分布的，因此可預期到，從彼此減去兩組中的信道功率能夠至少部分地消除跨所有信道的串擾。
[0025]最初，只有信道Am由頻率匕調制。然而，由于光纖中的SRS，Am信道的一些功率傳遞到相鄰信道，其表現(xiàn)為信道之間的不期望的串擾(功率再分配)。由于SRS效應，調制fm出現(xiàn)在信道，以及其他信道。SRS在一定程度上與波長差成比例。因此，相鄰信道距離信道?!!!越遠，SRS串擾越強。當兩組中的(與調制的信道功率成比例的)電信號強度彼此相減，降低了SRS串擾，因此改善了λη的信號串擾比，提供了改進的檢測及低頻調制的信道監(jiān)測。圖4a和圖4b中的場景顯示了檢測器處單信道的SRS串擾抑制。然而，相同的方案同樣能夠并行(同時)抑制多個接收和檢測信道中的SRS串擾。換言之，從彼此減去偶數信道功率和奇數信道功率也可改善組合信號中接收的多個信道的信號串擾比的改善。
[0026]在所有信道為偶數信道或奇數信道的情況下，裝置300可能不會抑制SRS串擾。另一方面，當信道被均勻地分為偶數信道和奇數信道時，抑制的程度最大。通常信道的數量越大，SRS抑制程度越高。通過布置信道，使其更均勻地分成偶數信道和奇數信道或任何兩個非重疊組的信道，可實現(xiàn)更好的抑制。
[0027]在另一個實施例中，裝置300中使用波長選擇開關(WSS)，來代替交織器310。裝置300的其余組件可以不改變。WSS是基于這樣的多個光纖，S卩，使得任何組的輸入信道分成滿足兩個準則的第一組和第二組，每個組中的信道數量相等;并且為所有信道均勻分配SRS串擾。然而，兩組中任一組信道之間的間隔不必是固定的。WSS能夠從輸入信道的集合中選擇任意的信道，分成滿足這兩個準則的兩組。通過減去在這兩組之間檢測的信道功率，需要這兩個準則有效地抑制SRS串擾。
[0028]圖5示出了用于SRS串擾抑制的方法500的實施例。該方法500在接收器，例如ROADM110或CT檢測器/模塊120處被實現(xiàn)，該接收器包括裝置300或如上所述的類似(comparable)裝置/系統(tǒng)。具體而言，方法500通過減去偶數信道組和奇數信道組之間(例如，使用裝置300)或任何滿足上述兩個準則的兩個信道集合之間(例如，使用WSS和減法)檢測的信號，抑制SRS串擾。在步驟510，接收組合光信號中的多個波長信道。在步驟520，波長信道被交織或分成具有相等數量信道的信道組，例如一組偶數信道和一組奇數信道。例如使用交織器、WSS或任何其他適當的設備在光信號域中實現(xiàn)該步驟。在步驟530，兩組中每對相應信道彼此相減，對于每個接收的波長信道產生SRS串擾的抑制。使用將信道信號從光域轉換和放大到電域的檢測器和放大器，并使用減去信號的電路，在電信號域中實現(xiàn)該步驟。
[0029]圖6為可用于實現(xiàn)各個實施例的示例性處理系統(tǒng)600的方框圖。例如，處理系統(tǒng)600可用于使用DSP和軟件實現(xiàn)上述方法的一些步驟。特定設備可使用示出的所有組件，或組件的僅僅一個子集，集成水平可隨不同設備而變化。此外，設備可含有組件的多個實例，例如，多個的處理單元、處理器、存儲器、發(fā)送器、接收器等。處理系統(tǒng)600可包括處理單元601，該處理單元601配備有一個或多個輸入/輸出設備、例如，網絡接口、存儲接口等。處理單元601可包括連接到總線的中央處理單元(CPU)610、存儲器620、大容量存儲設備630以及I/O接口660。總線可為若干總線架構中的一個或多個任何類型，包括存儲器總線或存儲器控制器，外圍總線等。
[0030]CPU610可包括任何類型的電子數據處理器。存儲器620可包括任何類型的系統(tǒng)存儲器，諸如靜態(tài)隨機存取存儲器(SRAM)、動態(tài)隨機存取存儲器(DRAM)、同步DRAM(SDRAM)、只讀存儲器(ROM)或其組合等。在一個實施例中，存儲器620可包括啟動使用的R0M，執(zhí)行程序使用的用于程序和數據存儲的DRAM。在實施例中，存儲器620為非瞬態(tài)的。大容量存儲設備630可包括任何類型的用于存儲數據、程序及其它信息并用于通過總線使數據、程序及其它信息可訪問的存儲設備。大容量存儲設備630可包括，例如，一個或多個固態(tài)驅動器、硬盤驅動器、磁盤驅動器、光盤驅動器等。
[0031]處理單元601也包括一個或多個網絡接口 650，這些網絡接口可包括諸如以太網線纜之類的有線連接，和/或與接入節(jié)點或與一個或多個網絡680的無線連接。網絡接口 650使得處理單元601經由網絡680與遠程單元進行通信。例如，網絡接口 650可經由一個或多個發(fā)送器/發(fā)送天線和一個或多個接收器/接收天線提供無線通信。在一個實施例中，處理單元601耦合至局域網或廣域網以便與遠程設備進行數據處理和通信，遠程設備例如為其他處理單元、互聯(lián)網、遠程存儲設施等。
[0032]盡管本公開已經提供了幾個實施例，應理解，公開的系統(tǒng)和方法可以多種其他方式實施，而不偏離本公開的精神和范圍。所提供的實例是說明性的，而不是限制性的，本發(fā)明并不限于這里給出的細節(jié)。例如，各種元件或組件可以結合或者集成到另一個系統(tǒng)，或一些特征可以忽略，或不執(zhí)行。
[0033]此外，在不偏離本公開的范圍的情況下，在各種實施例中不連續(xù)地或單獨地描述和示出的技術、系統(tǒng)、子系統(tǒng)和方法可與其他系統(tǒng)、模塊、技術或方法相組合或集成。示出或討論的彼此耦合或直接耦合或通信的其他項，可以是通過不管是電、機械或其他的某個接口、設備或中間組件實現(xiàn)間接耦合或通信。本領域技術人員可以在不偏離此處公開的精神和范圍的情況下確定并且可以作出改變、替代以及變更的其他實例。
【主權項】
1.一種光接收器用于抑制受激拉曼散射SRS串擾的方法，所述SRS串擾為接收的光信號中的波長信道之間的SRS串擾，所述方法包括: 接收包括多個波長信道的光信號； 將所述波長信道分成第一組波長信道和第二組波長信道，其中所述第一組和所述第二組包括大約相同數量的非重疊波長信道；以及 從所述第一組中的每個第一波長信道減去所述第二組中相應的第二波長信道。2.根據權利要求1所述的方法，其中將所述波長信道分成所述第一組波長信道和所述第二組波長信道包括:使用光交織器將所述波長信道分成第一組偶數波長信道和第二組奇數波長信道，并且其中所述偶數信道和所述奇數信道具有相等的波長間隔。3.根據權利要求1所述的方法，進一步包括:使用相應的光電二極管將所述第一組和所述第二組的各組中所述波長信道轉換為電信號。4.根據權利要求1所述的方法，其中從所述第一組中的每個第一波長信道減去所述第二組中相應的第二波長信道包括: 檢測所述波長信道的電信號幅度；以及 減去所述第一組中的每個第一波長信道以及所述第二組中相應的第二波長信道之間的電信號幅度。5.根據權利要求1所述的方法，其中使用波長選擇開關WSS將所述波長信道分成所述第一組波長信道和所述第二組波長信道，所述第一組中的所述波長信道具有可變的波長間隔，所述第二組中的所述波長信道與所述第一組中相應的波長信道具有相等的波長間隔。6.根據權利要求1所述的方法，其中所述接收光信號包括受激拉曼散射SRS串擾。7.根據權利要求6所述的方法，其中所述SRS串擾跨所述第一組和所述第二組的所述波長信道被均勻地分布。8.根據權利要求1所述的方法，其中所述波長信道對應于低頻調制信號，所述低頻調制信號與所述光信號中的有效載荷數據的數據速率相關。9.一種用于抑制接收光信號中的波長信道之間的串擾的裝置，所述裝置包括: 光分路器，用于將包括多個波長信道的輸入光信號分成第一組波長信道和第二組波長信道，其中所述第一組和所述第二組包括大約相同數量的非重疊波長信道； 第一光檢測器，耦合至所述光分路器的第一端口，并用于將所述第一組中的所述波長信道轉換為與所述第一組中的所述波長信道成比例的第一組電信號； 第二光檢測器，耦合至所述光分路器的第二端口，并用于將所述第二組中的所述波長信道轉換為與所述第二組中的所述波長信道成比例的第二組的電信號；以及 電路，耦合至所述第一光檢測器和所述第二光檢測器，并用于減去所述第一組電信號和所述第二組電信號中每個相應的電信號對之間的信號幅度。10.根據權利要求9所述的裝置，其中所述光分路器為交織器，用于將所述波長信道分成第一組偶數信道和第二組奇數信道，并且所述偶數信道和所述奇數信道具有相等的波長間隔。11.根據權利要求9所述的裝置，其中所述光分路器為波長選擇開關WSS，用于將所述波長信道分成所述第一組和所述第二組，所述第一組中的所述波長信道具有可變的波長間隔，所述第二組中的所述波長信道與所述第一組中的相應波長信道具有相等的波長間隔。12.根據權利要求9所述的裝置，進一步包括: 第一放大器，置于所述光檢測器和所述電路之間，并耦合至所述電路的正輸入端；以及 第二放大器，置于所述第二光檢測器和所述電路之間，并耦合至所述電路的負輸入端。13.根據權利要求9所述的裝置，其中所述裝置為信道跟蹤CT模塊。14.根據權利要求9所述的裝置，其中所述波長信道包括受激拉曼散射SRS串擾。15.根據權利要求14所述的裝置，其中所述SRS串擾跨所述第一組和所述第二組的所述波長信道被均勻地分布。16.根據權利要求9所述的裝置，其中所述波長信道對應于低頻調制信號，所述低頻調制信號與所述光信號中的有效載荷數據的數據速率相關。17.—種光網絡組件用于抑制串擾的方法，所述串擾為接收光信號的波長信道之間的串擾，所述方法包括: 接收對應低頻調制信號的多個波長信道； 將所述波長信道分成第一組波長信道和第二組波長信道，其中所述第一組和所述第二組包括非重疊的波長信道組； 將所述第一組和所述第二組中的所述波長信道轉換為電信號；以及 減去所述第一組和所述第二組的每個相應的電信號對之間的信號幅度， 其中減去所述第一組和所述第二組的每個相應的電信號對之間的信號幅度，實質降低了對應所述波長信道的信號幅度中的受激拉曼散射SRS串擾。18.根據權利要求17所述的方法，其中將所述第一組和所述第二組中的所述波長信道轉換為電信號包括: 使用第一光檢測器在所述第一組中檢測所述波長信道；以及 使用第二光檢測器在所述第二組中檢測所述波長信道。19.根據權利要求17所述的方法，其中將所述波長信道分成所述第一組波長信道和所述第二組波長信道包括，將所述波長信道交織為第一組偶數信道和第二組奇數信道，并且所述偶數信道和所述奇數信道具有相等的波長間隔以及相等數量的波長信道。20.根據權利要求17所述的方法，其中將所述波長信道分成所述第一組波長信道和所述第二組波長信道包括，選擇性地將第一子組波長信道切換為所述第一組，并且將第二子組波長信道切換為所述第二組，所述第一組中的所述波長信道具有可變的波長間隔，所述第二組中的所述波長信道與所述第一組中的相應波長信道具有相等的波長間隔。
【文檔編號】H04J14/02GK105900362SQ201380081906
【公開日】2016年8月24日
【申請日】2013年12月30日
【發(fā)明人】蔣志平, 鐘健
【申請人】華為技術有限公司